鸽类免疫系统是一个庞大复杂而有机联系的体系,除了包括中枢免疫器官和外周免疫器官组成的淋巴系统之外,还包括由T细胞、B细胞、NK细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞等大量免疫细胞;还包括各种免疫球蛋白、细胞因子、趋化因子、补体以及家禽MHC分子等。因篇幅所限,本文先介绍鸽淋巴系统的主要构成。
鸽淋巴系统
鸽子淋巴系统主要由中枢免疫器官和外周免疫器官组成。鸽子的中枢免疫器官主要包括胸腺、法氏囊和骨髓;而外周免疫器官主要包括脾脏和各种黏膜相关组织,如眼相关淋巴组织(哈德氏腺和下眼睑结膜)、鼻相关淋巴组织、支气管相关淋巴组织、生殖相关淋巴组织、肠道相关淋巴组织(食管扁桃体、幽门扁桃体、旁氏结、盲肠扁桃体和米克尔憩室),皮肤相关淋巴组织以及松果腺相关的淋巴组织等。
1、胸腺
鸽子胸腺的位置与迷走神经和颈内静脉平行。在颈的两侧,各呈7~8个相对独立的腺叶排列。每个腺叶外包界限清楚的纤维结缔组织被膜,且包埋于脂肪组织中。被膜深入胸腺实质,将腺叶不完全地分为腺小叶。每个腺小叶的胸腺实质包括位于中间的均质的髓质,其髓质外围为分叶皮质。
在鸽胚发育过程中,因造血干细胞的定殖使胸腺迅速增大,尤其是在出孵前几天形成了髓质。在胸腺形成过程中,因结缔组织深入形成皮质小叶化,在时间上与T细胞从胸腺迁出相一致。不成熟的T淋巴细胞在上皮原基的包膜下区增殖,在T细胞成熟过程中,也由此迁移到髓质。来自骨髓的淋巴干细胞,在胸腺内经过诱导分化,只有少数转变为成熟T细胞,具免疫活性的T淋巴细胞由髓质经毛细血管后静脉离开胸腺,进入血液,并扩散到全身参与细胞免疫。胸腺上皮细胞表面的一些免疫相关抗原对T细胞的成熟分化起到了选择诱导作用,使这一过程中许多能对自身抗原反应的T细胞得以清除,从而实现成熟T细胞识别自身抗原和异己抗原。
雏鸽胸腺也具有一定的外周淋巴器官的功能,主要表现为雏鸽出壳后,一些后法氏囊细胞转移至胸腺,产生浆细胞和生发中心。如果此时进行免疫接种,则胸腺内会产生特异的抗体生成细胞。如果早期手术切除或破坏胸腺,会引起循环T细胞显著减少和免疫功能缺陷,使相应的细胞免疫反应缺失,体内的B细胞免疫功能也会因此受到明显影响。
2、法氏囊
形状和大小如板栗的法氏囊是禽类所特有的淋巴器官,其解剖学位置在泄殖腔和骶骨之间。作为泄殖腔的憩室,其内膜上布满柱状上皮的法氏囊曾被认为是内胚层发育而来,也有研究表明法氏囊实质为外胚层来源。鸽子成年后,大多数法氏囊已经严重萎缩退化。法氏囊外表有一层厚而光滑的肌肉层,在肌肉收缩时,可压缩法氏囊滤泡,促进髓质内细胞的流动,也促使法氏囊黏膜皱褶轴内的淋巴管清空。法氏囊内腔可形成15~20个纵褶。每个纵褶的表面上皮是由滤泡间上皮(IFE,占90%)和滤泡相关上皮(FAE,占10%)组成。法氏囊皱褶充满扁平化椭圆形的滤泡,直径约为0.2~0.4毫米。每个法氏囊滤泡包括髓质、皮质以及与其结构功能密切相关但非有机组成的FAE。法氏囊的髓质,如同胸腺一样,是典型的淋巴上皮组织。法氏囊BSDC仅见于髓质。环磷酰胺处理可将法氏囊髓质和皮质中的B细胞完全清除,但是不会影响BSDC。但是B细胞缺失导致BSDC在滤泡中心聚集。至少有98%的法氏囊淋巴细胞为B细胞;而T细胞主要散布于皮质中,很少进入髓质中。B细胞在皮质和髓质中均可增殖。
法氏囊是鸽类B细胞发育和分化的主要场所,也是免疫球蛋白基因分化以及基础抗体库形成和扩展所必需的。由法氏囊向其他淋巴器官迁移的淋巴细胞群统称为后法氏囊细胞。这些后法氏囊细胞包括成熟的B细胞和后法氏囊干细胞,前者能对特异性的启动信号做出免疫应答,后者是法氏囊退化后B细胞库自我更新的结构基础。显然法氏囊对维持机体终生的体液免疫功能至关重要。如果通过手术切除或者病理性因素损伤了法氏囊的结构和功能,则会导致不同程度的B细胞缺失,以及导致I-gA和IgG抗体水平的显著下降,并导致严重的免疫抑制。如果越早破坏或损伤法氏囊,则其造成的危害更大,但细胞免疫的功能则未必受明显影响。另外法氏囊除了承担中枢免疫器官之外,还兼有外周免疫器官的功能。更值得注意的是,随着法氏囊中淋巴细胞群的不断成熟和迁移,法氏囊承担外周免疫功能亦更加明显。
3、骨髓
鸽子的骨髓可作为实体器官而存在,是鸽体内重要的造血器官,骨髓中的多能干细胞可作为红细胞、粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞等的前体细胞。当骨髓中的淋巴干细胞进入胸腺,在胸腺内被诱导分化为成熟的淋巴细胞,即为T淋巴细胞(T细胞);而骨髓中的另一些淋巴干细胞进入法氏囊后,被诱导分化为B淋巴细胞(B细胞)。尤其是当鸽子的胸腺和法氏囊退化后,骨髓是淋巴细胞自我更新的主要来源。鸽子的骨髓可分两个相对独立的部分,血管内室很可能主要负责生成红细胞和血小板,而血管外室主要生成髓细胞、单核细胞和淋巴细胞。待雏鸽孵出后,许多骨髓窦逐渐被不成熟的红系细胞所填满。骨髓窦内皮细胞呈扁平的不连续分布,可在两个窦室之间进行细胞迁移。骨髓窦内皮附近分布有许多不成熟红细胞,而成熟的红细胞则往往分布于骨髓窦中心。和哺乳动物不同,鸽子的骨髓窦因其有许多活跃增殖的细胞群(其中多数是红细胞和或血小板前体)而常见细胞的有丝分裂现象。
造血干细胞通过不对称细胞分裂分化形成髓系前体细胞和淋巴系前体细胞,其中有部分子代细胞滞留于造血干细胞池,而其他子代细胞则进一步分化为髓系前体细胞和淋巴系前体细胞。由于鸽子的红细胞和血小板主要在骨髓窦形成,因此其中一些骨髓窦为鸽子体内的造血微环境提供了临时性的血循环限速的可能。
4、脾脏
鸽子的脾脏呈圆形或椭圆形,位于腺胃的背侧或左侧。在鸽胚入孵到48小时,已开始以间充质细胞团块呈现为脾脏原基。入孵至第11天,脾脏内已开始有红细胞形成。与哺乳动物不同,通常不认为鸽脾脏是红细胞的储存器,以使红细胞快速释放到血液中。尽管脾脏不是淋巴细胞抗原依赖的分化和增殖的主要位点,但脾脏在胚胎淋巴系统发育中起到重要作用,因为脾脏中的B细胞前体在定殖于法氏囊之前已经历了Ig基因的重排。而到雏鸽孵出时,脾脏已发育为鸽子外周免疫器官,为淋巴和非淋巴细胞的互作提供了不可缺少的微环境。相较于哺乳动物而言,鸽子因其没有发育良好的淋巴管和淋巴结,因此脾脏的重要性更加凸显。
鸽类脾脏的基本结构和哺乳动物较为相似,分为红髓和白髓两个部分,但是其界限并不十分清楚。鸽脾脏的红髓约占40%~45%;其余为白髓。红髓是生成和储存红细胞的地方,大量毛细血管进入红髓,然后进入脾窦。红髓中还有淋巴细胞和非淋巴细胞,如CD8+,TCRγδ+等。一旦其造血功能停止,则红髓切换功能为过滤血循环中衰老红细胞的作用。白髓中没有红细胞,主要由淋巴细胞所占据。脾脏白髓包围着脾脏血管树,鸽的脾脏白髓包括几个形态学独特的区域,分别为包裹中央动脉的小动脉周围淋巴鞘(PALS)以及包裹脾内毛细血管的椭球周围白髓(PWP)。根据淋巴细胞和非淋巴细胞在脾内的定位,PALS似乎主要参与适应性免疫力,而椭球和椭球周围白髓则与先天性和获得性免疫应答有关。因此脾脏能有效诱发先天性免疫和适应性免疫应答,是一个具免疫调节能力的脏器。
5、眼相关淋巴组织
鸽子主要的眼相关淋巴组织在哈德氏腺(HG)和下眼睑的结膜处,在泪腺和眼睛周围的其他结缔组织中也能找到分散存在的淋巴细胞和浆细胞。常规养殖的鸽子都有结膜相关淋巴组织(CALT)。
HG是位于眼眶内的外分泌管状腺,主要起到维持和保护瞬膜的作用。HG的淋巴组织可分为两个不同区域:头部和躯体部;前者主要包括淋巴组织中的FAE和生发中心(GC)。腺体的头部和躯体部中含有大量处于不同发育阶段的浆细胞。腺体头部呈典型的外周淋巴器官的结构,包括B细胞依赖性GC、FAE以及零星分布有T细胞和巨噬细胞的T细胞依赖叶间区。腺体躯体部有大量的B淋巴细胞和浆细胞。HG中有大量能原位增殖的浆细胞,6~8周龄鸡的浆细胞增殖速度最明显。
对于HG中B细胞能表达的Ig类型种类还有些争议,但是HG已公认为鸡IgA、IgY+浆细胞的重要来源,可向泪液中分泌释放大量的IgA、IgY+,每毫升泪液中含有的IgM、IgA、IgY的含量分别可达0.8毫克、0.2毫克和2.3毫克,但是这些眼泪中的Ig抗体仅限于眼睛的局部作用。
对于鸽子眼部对环境抗原的摄取、加工和递呈以及形成泪液中体液免疫抗体的机制还不是十分清楚。有人认为是HG的免疫应答是由HG腺管向瞬膜开口处的淋巴组织触发启动的,也有人认为抗原的递呈主要发生在下眼睑处,抗原的加工在结膜相关淋巴组织,然后递呈给HG中的浆细胞。
6、肠道相关淋巴组织(GALT)
哺乳动物有淋巴结,而鸽子没有典型的淋巴结,但是淋巴组织在鸽子体内广泛分布,尤其是鸽子的肠道内分布着大量的肠道相关淋巴组织(GALT)。构成GALT的淋巴组织和淋巴细胞不仅在肠道上皮层、肠道固有层有分布,也分布在肠道内相对明确界限的淋巴结构,它们有的呈弥散状,有的呈小结状,有的呈孤结状,有的呈集结状,还有的呈淋巴集结,比如食管扁桃体、盲肠扁桃体(CT)、幽门扁桃体、旁氏结(PP)、米克尔憩室等;咽顶、盲肠尖和泄殖腔等区域还有淋巴样积聚物分布。绝大多数GALT在雏鸽孵出前已经发育形成,但是其成熟需要抗原的进一步刺激,其中有些还能形成生发中心(GC)。
GALT是构成鸽子体内免疫系统的重要元件,其含有的免疫细胞数量要远大于其他免疫器官,GALT相关结构为不同免疫相关细胞提供了共定位的场所,具有启动和调节体内免疫的功能,也有利于不同肠道免疫结构与骨髓和脾脏等免疫器官之间的细胞转运。GALT中多个结构清晰的淋巴结构也是免疫诱导位点,可诱导产生相应免疫应答(如B细胞分泌产生IgA免疫球蛋白)。
旁氏结(PP)是肠道散在分布的淋巴集结或一组淋巴滤泡,是构成肠黏膜免疫系统的重要组成部分。PP中的淋巴滤泡由B细胞和T细胞(CD4+为主)组成,在其表面覆盖有一层微皱褶细胞,即M细胞。它能识别肠道内呈现的多种抗原,可吞噬家禽多种病毒和肠道病原菌,递呈吞入的肠腔内抗原转交给免疫细胞,免疫细胞可对致病抗原进行加工、转运、呈递。在此过程中被激活的免疫细胞经过循环归巢的过程回到肠黏膜固有层,成为分泌IgA为主的浆细胞和效应T细胞,参与肠道局部免疫反应。
盲肠扁桃体(CT)位于鸽子盲肠的近端,是目前研究最为清楚的鸽子GALT,其结构与PP相似,但显然是更大的淋巴集结,有生发中心(GC),有多个淋巴滤泡,其上覆盖富含M细胞的上皮层。有研究表明:肠道菌群对于刺激CT中GC的完全发育至关重要。
7、呼吸道相关淋巴组织
尽管鸽子的呼吸过程和哺乳动物相似,也包括肺的通气、气体在肺和组织中的交换以及气体在血液中运输等过程。但是鸽子呼吸系统的构成与哺乳动物存在明显不同,比如鸽子没有横膈肌,但是有9个气囊,这也导致鸽子应有其独特呼吸生理和免疫学的特点。
7.1鼻相关淋巴组织(NALT)
鼻部黏膜是鸽子呼吸时最先接触气溶胶及微生物的部位。在鼻黏膜上皮和固有层内分布有大量的CD8+细胞,而CD4+细胞主要分布于上皮下层中的淋巴滤泡集合,即鼻相关淋巴组织(NALT)。鸽子NALT的主要特征是有特定B细胞区域形成,偶尔还能见到生发中心(GC),其外覆盖了一层CD4+T细胞。这些淋巴滤泡表面有一层无纤毛的上皮。鸽子NALT分布有IgB+细胞,如同CD8+细胞散布于整个上皮层,此处Ig免疫球蛋白表型以IgY最多,IgM+细胞相对少见,I-gA+细胞数量更少。研究显示,养殖环境对鸽子NALT发育似乎影响不大。
7.2支气管相关淋巴组织(BALT)
鸽子支气管不仅有支气管相关淋巴组织(BALT),而且其数量要多于其他动物。BALT主要见于一级支气管的联结点和次级支气管的尾端以及气囊口。成熟的BALT覆盖一层独特的上皮细胞层,即滤泡相关上皮(FAE),内有大量的淋巴细胞。根据发育阶段不同,FAE由数量不等的带纤毛和不带纤毛的细胞组成;有些FAE细胞在其肠腔面有不规则的微绒毛,可能与PP的M细胞同源。大多数鸽子BALT中有生发中心,被CD4+T细胞层覆盖。有研究表明:鸽子BALT的发育受到年龄和环境刺激物的影响。
结语
鸽子有其独特的免疫系统组成,深入了解鸽子免疫系统的主要组成和研究进展有利于更好探索、分析和利用鸽子免疫学,使其更好地服务和保障养鸽业的健康发展。玉屏风玉屏风——遵循国内中医整体观念理论体系,结合国外提纯分析技术而研制,目前在临床的免疫调节上得到大量应用,确实为广大鸽友解决了很多难题,玉屏风在赛鸽上使用具有如下作用:
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升高红细胞比容或血红蛋白含量。可促进
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2.本品对脑细胞特别有益,能增强记忆,消除疲劳,显著提高赛鸽归巢能力。
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3.疫苗免疫前后:连用3天,除了提高免疫效果外,还可有效降低疫苗免疫带来的应激风险。
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